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高一生物细胞的物质输入和输出教材分析,
高一生物细胞的物质输入和输出教材分析
本模块教材是以细胞是基本的生命系统为主线展开的，从前到后依次讲述这个基本的生命系统的物质组成、结构、功能和发展变化。第2章和第3章的内容分别是细胞的物质组成和结构，本章和第5章的内容都属于细胞的功能。细胞的功能包括物质的输入和输出、能量的供应和利用、信息的传递和识别等方面。关于细胞的信息功能，在第2章中已经穿插介绍细胞间的信息交流等内容，不再另立章节。任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换。可见本章内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要意义。
一、教学目的要求
知识方面：
1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2.简述生物膜的结构。
3.说明物质进出细胞的方式。
情感态度与价值观方面：
1.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
2.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
能力方面：
1.尝试提出问题，做出假设。
2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
3.进行图表数据的解读。
仅从标题上看，本章各节之间似乎关联度不高，实际上有着内在的逻辑联系：第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜。为什么具有选择透过性？这与膜结构有关，于是进入第2节内容。能透过膜的物质进行跨膜运输的方式一样吗？这正是第3节要探讨的问题。把握好这三节内容之间的内在联系，对搞好本章教学十分必要。这三节内容具有不同的特点，教师应针对各节特点，设计相应的教学策略。第1节重在引导学生探究，第2节重在引导学生分析建立生物膜结构模型的过程，第3节可以讲授法为主。
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二、教学内容的结构和特点
（一）教学内容的结构
（二）教学内容的特点
本章内容包括《物质跨膜运输的实例》、《生物膜的流动镶嵌模型》和《物质跨膜运输的方式》三节，其中《物质跨膜运输的实例》可用2课时教学，《生物膜的流动镶嵌模型》和《物质跨膜运输的方式》可各用1课时教学。
第1节《物质跨膜运输的实例》包括细胞的吸水和失水、物质跨膜运输的其他实例两部分内容。与以往教材不同的是，本节不是将细胞的吸水和失水作为生物体新陈代谢的一个方面（水分代谢）来讲述，而是以物质的跨膜运输为主题，将水的跨膜运输作为一个实例来分析，得出水是从单位体积中水分子多的一侧向水分子少的一侧（顺相对含量的梯度）运输的结论。其他物质是否也都是从浓度高的一侧向浓度低的一侧（顺相对含量的梯度）跨膜运输呢？本节第二部分提供了物质跨膜运输的其他实例，引导学生分析这些实例，得出物质跨膜运输并不都是顺浓度梯度进行、膜具有选择透过性这一结论。教学中应该注意本节教材立意的变化。
本节的“问题探讨”展示了渗透作用的实验现象，让学生通过分析现象认识半透膜的作用，为本节讲述动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜打基础。
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关于细胞的吸水和失水，教材首先根据已有知识，分析水分进出哺乳动物红细胞的现象，认识到红细胞的细胞膜相当于半透膜，吸水或失水取决于细胞内外的浓度差。植物细胞因为外有细胞壁、内有中央液泡，对其吸水和失水的情况的分析要复杂得多。为此，教材安排了一项探究活动“探究──植物细胞的吸水和失水”。这项“探究”与以往教材中的实验“观察植物细胞的质壁分离和复原”内容相近，却又有着重要区别。以往教材中这项实验，重在知识的验证和实验的操作，因此在“实验原理”中将原生质层和细胞壁的特性、植物细胞在什么条件下吸水、什么条件下失水讲得清清楚楚。本节的这项探究，则是让学生通过探究活动自主发现原生质层是否相当于一层半透膜，细胞壁对水分进出细胞有没有影响等问题的答案。由于这是必修课中的第一个“探究”，学生在如何提出问题、作出假设和设计实验等环节都还缺乏训练，教材在这些环节都提供了指导和参考案例。
关于物质跨膜运输的其他实例，教材将实例列入“资料分析”栏目，让学生通过分析这些实例，认识到物质跨膜运输并不都是顺浓度梯度进行的，细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，从而为后面两节的学习打下基础。
第2节《生物膜的流动镶嵌模型》以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了两个 “思考与讨论”，让学生在认识生物膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证，随着技术手段的改进，不断发现新的证据，原有的观点或理论不断得到修正。
第3节《物质跨膜运输的方式》包括被动运输和主动运输两部分内容。此外还以小号楷体字形式介绍了胞吞和胞吐。
本节“问题探讨”首先图示了不同物质通过不含蛋白质的人工脂双层的实验结果，让学生讨论相关问题。从图中可以看出，水、氧等能自由通过脂双层，葡萄糖不能通过脂双层，而小肠小皮细胞不仅能吸收水，还能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？这就给学生造成认知冲突，积极思考细胞膜与人工脂双层的区别，运用所学膜结构的知识进行推测，从而为下面讲述协助扩散打基础。值得注意的是，“问题探讨”并未将所有该提的问题和盘托出，而是鼓励学生自己提出问题。比如，学生可能会问：“钠离子、钾离子也不能通过脂双层，但是却能够被细胞吸收，这是为什么？”这就为后面讲述主动运输埋下了伏笔，同时也培养了提出问题的能力。
